电离辐射的细胞和组织效应.ppt

电离辐射的细胞效应细胞存活曲线线性二次模型（linear-quadraticmodel)线性二次模型假设，辐射杀灭细胞有两部分，一部分与照射剂量成比例，另一部分与照射剂量的平方成比例。数学表达式S=e-?D-?D2S是照射剂量为D时的细胞存活，?和?是常数。细胞周期时相与放射敏感性细胞周期的基本概念一个世纪以前，人们已了解到多细胞动物细胞繁殖的基本机制是有丝分裂哺乳动物细胞通过有丝分裂繁殖和传代一个细胞分裂时会产生2个子细胞（每个子细胞都携带一套与母细胞完全相同的染色体两次有效的有丝分裂之间的时间，称为细胞周期。细胞周期时相与放射敏感性细胞周期、时相显微镜观察（早期）---有丝分裂期细胞分裂间期细胞放射自显影术（1953）--细胞周期时相细胞光度术（1948）流式细胞术----细胞周期时相细胞周期时相细胞周期时相与放射敏感性细胞周期中不同时相细胞的放射敏感性有丝分裂细胞或接近有丝分裂细胞最放射敏感（G2和M期的细胞是最放射敏感的）晚S期的细胞通常具有较大的放射耐受性若G1期较长，G1早期较G1晚期相对放射耐受（G2期细胞在分裂前没有充足的时间修复放射损伤）Sinclair和Morton（1965）不同周期时相仓鼠细胞的放射敏感性变化细胞周期时相与放射敏感性细胞周期再分布的意义一般认为，分次放射治疗中存在着处于相对放射抗拒时相的细胞向放射敏感时相移动的再分布现象，这有助于提高放射线对肿瘤细胞的杀伤效果。如果未能进行有效的细胞周期内时相的再分布，则也可能成为放射抗拒的机制之一。四.电离辐射对肿瘤组织的作用肿瘤的增殖动力学肿瘤的细胞动力学层次(cellkineticcompartmentsofatumor)根据动力学特性分4个层次：第一层次：由活跃分裂的细胞组成(也称“P”细胞）所有细胞都将通过细胞周期可用细胞标记技术进行辨认该层次细胞在整个肿瘤细胞群体中所占的比例成为生长比例（growthfraction,GF)电离辐射对肿瘤组织的作用肿瘤的增殖动力学第二层次由静止（G0)细胞组成非增殖细胞的层次(Q细胞或静止细胞）G0细胞可再进入细胞周期有些G0细胞是克隆源细胞（可再群体化出一个肿瘤）第三层次由分化的终末细胞组成不再具有分裂能力第四层次由死亡和正在死亡的细胞组成细胞从一个层次向另一个层次的转化是连续发生的Q层次向P层次的移动成为再补充（recruitment)电离辐射的细胞和组织效应临床放射生物学在放射治疗中的作用和地位“生物学”与“医学”“微观”与“宏观”“经典理论”的现实意义临床放射生物学在放射治疗中的作用和地位从实验室到临床的桥梁提供理论基础，阐述放射治疗的生物学原理治疗策略及验证个体化放射治疗方案的研究和设计一辐射生物效应的时标:(Thetime-scaleofeffectsinradiationbiology)

不同水平生物效应的发生时间、顺序、过程（细胞死亡需数天到数月，辐射致癌作用需数年，可遗传的损伤需经数代才能观察到物理吸收过程（10-15秒内结束）。化学过程（DNA残基的存在时间10-3到10-5）秒）。生物学过程

二.电离辐射的直接作用和间接作用电离辐射的直接作用任何形式的辐射，X（?）射线，带电或不带电粒子被生物物质吸收后都可能与细胞的关键靶DNA直接发生作用，DNA本身的原子可以被电离或激发从而导致一系列生物变化的事件，这被称为辐射的直接作用。高LET射线（如中子、?粒子）主要是直接作用电离辐射的直接作用和间接作用电离辐射的间接作用辐射也可与细胞内的其它原子或分子（特别是水）相互作用，产生自由基，这些自由基可以扩散到足够远，达到并损伤关键靶DNA，这被称为电离辐射的间接作用。自由基是一种游离的原子或分子，外层携带不成对轨道电子。从入射光子的吸收到最终生物效应的产生，X射线的间接作用：入射X射线光子|快速电子|离子自由基(H2o?H2o++e?)|自由基(H2o++H2o?H3o++OH?)|